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一种基于能量合作的异构传感网密钥管理机制
基于能量合作的异构传感网密钥管理机制
随着物联网的不断发展，异构传感网（HeterogeneousSensorNetworks，HSN）越来越受到广泛关注，它由多种不同的传感器类型组成，包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等等。而在不同传感器之间进行的通信需要密钥管理，在传感器网络的安全性和可靠性方面扮演着至关重要的角色。
当前主要的密钥管理机制包括基于公钥加密、基于对称密钥加密、基于哈希函数等方法。然而在HSN中应用这些传统密钥管理机制存在许多问题，如传感器能力不同、存储量限制、能量不足等，制约了HSN的进一步发展。为此，基于能量合作的密钥管理机制应运而生。
本文提出一种基于能量合作的HSN密钥管理机制。该机制借鉴宿主机的思想，通过不同传感器之间共享能量的方式，实现更高效地交换密钥。该机制主要包括以下步骤：
1.传感器能量合作建模：将HSN中的不同传感器形成的能量资源池抽象成一个统一的虚拟能量池，每个传感器所具有的能量都将存储在这个虚拟能量池中。传感器之间采用能量共享方式，当一个传感器能量不足时，可以从虚拟能量池中提取能量，而最终达到能量平衡的状态。
2.基于虚拟能量池的密钥管理：在HSN中，每个传感器都会有自己的密钥，但存在的问题是难以随机生成足够强度的密钥。因此，在本机制中，设计一种基于虚拟能量池的密钥生成和传递算法，用于生成随机而均匀的密钥。
3.能量管理和调度：设计一种能量管理和调度算法，保证能量的平衡和传感器的正常运行。在虚拟能量池中的能量状态将被周期性地调度，以保证传感器能够拥有足够的能量完成任务。同时，对于能量状态过低、未被使用的传感器，也将开启能量调节模式，以确保整个网络能量的平衡。
4.信任度和安全性：在该机制中加强传感器的信任评估和安全保障机制，保证安全性。具体做法是在密钥生成和传递算法中，通过信任度评估机制评估传感器的安全性和可靠性。
总体来说，该机制具有以下优点：
1.在传统的密钥管理机制中，产生的密钥容易被攻击者破解，而基于能量合作的密钥管理机制能够生成更为均匀的随机生成密钥，能够更有效地保障HSN的安全性。
2.该机制能够使传感器网络中的能量得到充分的利用，对于能源有限的传感器网络具有非常实际的意义。同时，该机制也能够让传感器尽可能平均地消耗能量，进一步增加了传感器网络的寿命。
3.基于虚拟能量池的设计思想，能够有效避免传感器之间的能量囤积现象，将能源管理的复杂度降至最低。传感器中的能量资源池进行模拟，使纷乱的能量管理变得有序，便于多节点的统一控制。
总之，基于能量合作的异构传感网密钥管理机制，能够更有效地解决传统密钥管理机制在HSN中存在的问题，有效地提高了HSN网络的安全性和可靠性，具有很高的实用性和推广价值。